任 萱，王 宾，俞 斌，谢 民，谢 华，黄 涛

（1. 电力系统及大型发电设备安全控制和仿真国家重点实验室,清华大学,北京市 100084；2. 国网安徽省电力有限公司,安徽省合肥市 230061；3. 南京南瑞继保电气有限公司,江苏省南京市 211106）

0 引言

中国超特高压交直流混联电网中,直流系统以基于电网换相换流器的高压直流（LCC-HVDC）为主,换流器件承受故障冲击能力较差、自身不具备关断能力,逆变侧换流站近区交流系统的简单故障如果清除不及时,易诱发多换流站同时及后续换相失败、直流系统单/双极闭锁等连锁事故,严重威胁电网安全［1-3］。

交流高压线路保护采用纵联保护,具有良好的正确动作率［4-5］。实际运行中,主要挑战来自绝缘子闪络、雷击、山火等诱发的弧光高阻接地故障［6］,此时接地电阻值较大,一般为几百至几千欧姆,且存在明 显的非线性［7］。DL/T559—2007《220 kV～750 kV电网继电保护装置运行整定规程》标准规定：750 kV线路的接地故障保护最后一段以适应短路点接地电阻值为400 Ω 的接地故障为整定条件。当LCCHVDC 换流站近区经400 Ω 接地时,母线电压下降可达10%,大于国际大电网会议（CIGRE）高压直流输电标准测试模型的临界换相电压（约0.94 p.u.）［8］,存在换相失败风险；此时,由于故障电流较小,影响了保护启动元件的灵敏性,在故障发展速度较慢的情况下,保护出口时间可达120 ms 以上,导致换相面积长时间缩短,容易引发连续或后续换相失败,增加直流站闭锁的风险。此外,电弧电流的非线性特征会导致换相电压产生波形畸变,换相面积减小,谐波总畸变率高于4%时即可能引起直流系统换相失败［9-10］。……